CHLB ĐỨC – Với “SmartFactory reference architecture” (tạm dịch là ‘Kiến trúc tham chiếu smart-factory’) đầy sáng tạo, sáng kiến công nghệ Palatinate (Palatinate technology initiative) đã đặt những viên gạch đầu tiên cho một nền công nghiệp kết nối mạng trong tương lai.

Với mô hình kiến trúc tham chiếu mới, công ty SmartFactory Kaiserslautern (SFKL) đã giới thiệu một thành phần then chốt cho tương lai công nghiệp của CHLB Đức và châu Âu. Khái niệm này được thiết kế nhằm đặt nền móng cho việc kết nối dữ liệu thông minh, có khả năng tương tác và bảo mật giữa sản xuất, hệ thống công nghệ thông tin và không gian dữ liệu, từ đó hỗ trợ các mục tiêu của sáng kiến quốc gia Manufacturing-X (National Manufacturing-X initiative) (*). Một trong những khía cạnh quan trọng nhất của số hóa chính là đảm bảo tính bền vững cho các quyết định và khoản đầu tư trong tương lai.
(*) National Manufacturing-X initiative: là một sáng kiến cấp quốc gia, ban đầu do CHLB Đức triển khai nhằm xây dựng nền tảng dữ liệu chung cho ngành sản xuất, hướng đến mô hình sản xuất kết nối – mở – an toàn trong thời đại công nghiệp 4.0.

Rút ngắn thời gian kỹ thuật và tối ưu hóa quy trình
Theo đội ngũ phát triển, kiến trúc tham chiếu SmartFactory thực hiện số hóa toàn diện quy trình sản xuất. Giáo sư Martin Ruskowski, một trong những người khởi xướng mô hình này, chia sẻ: “Phạm vi ứng dụng trải dài từ công nghệ điều khiển mô-đun dựa trên điện toán biên (edge), lớp dữ liệu công nghệ thông tin thống nhất cho đến agentic AI (1), đồng thời giải quyết cả các hệ sinh thái dữ liệu mở. Nguyên lý cổng MX port (2) từ sáng kiến Manufacturing-X đã được chúng tôi cung cấp dưới dạng phần mềm. Các yếu tố riêng lẻ được liên kết chặt chẽ, giúp đảm bảo khả năng thích ứng của ngành công nghiệp thông qua việc đẩy nhanh thiết kế kỹ thuật và tối ưu hóa quy trình.”
(1) Agentic AI: là một bước tiến cao hơn so với AI truyền thống. Thay vì chỉ là một công cụ trả lời câu hỏi hoặc xử lý dữ liệu khi có yêu cầu, agentic AI là những hệ thống trí tuệ nhân tạo có khả năng tự chủ trong việc thực hiện các mục tiêu phức tạp mà không cần sự can thiệp liên tục của con người.
(2) MX port: Trong mạng lưới sản xuất, mỗi công ty hoặc mỗi hệ thống máy móc đều có dữ liệu riêng. MX port đóng vai trò như một “cánh cổng” (gateway) tiêu chuẩn hóa. Thay vì mỗi công ty phải tự xây dựng các kết nối riêng biệt, phức tạp với từng đối tác, họ chỉ cần kết nối thông qua “cổng” này.

Đóng góp quyết định vào sự hội tụ giữa công nghệ thông tin và công nghệ vận hành
Giá trị sản xuất công nghiệp đang đối mặt với những thay đổi sâu sắc. Khủng hoảng toàn cầu, thiếu hụt nhân lực trình độ cao và các quy định pháp lý ngày càng khắt khe đang tạo áp lực lớn lên doanh nghiệp. Để duy trì năng lực cạnh tranh và đổi mới dài hạn, các hệ thống sản xuất cần được kết nối nhất quán và vận hành dựa trên dữ liệu. Đây chính là điểm cốt lõi mà kiến trúc tham chiếu này hướng tới: tạo ra nền tảng kỹ thuật để kết nối liền mạch giữa công nghệ vận hành (OT – operational technology) và công nghệ thông tin (IT – information technology), giúp trao đổi dữ liệu an toàn, có khả năng tương tác mà không bị phụ thuộc vào bất kỳ nhà sản xuất thiết bị nào. Ông Simon Jungbluth, đồng tác giả sách trắng về kiến trúc tham chiếu SmartFactory, chia sẻ: “Chúng tôi đặc biệt chú trọng đến việc chuyển đổi các nhà máy hiện hữu. Chúng tôi muốn chứng minh rằng số hóa không đồng nghĩa với việc phải mua mới toàn bộ thiết bị; ngay cả những thuật toán chi phí thấp cũng có thể đóng góp đáng kể vào việc tối ưu hóa.”

Sản xuất dựa trên bản kỹ thuật số song sinh qua năm bước
Giáo sư Ruskowski nói rằng: “Thông qua kiến trúc tham chiếu SmartFactory, chúng tôi đang định hình cách các nhà máy trong tương lai tư duy và vận hành: kết nối mạng lưới, linh hoạt và thông minh. Đây được xem là bộ cẩm nang thực tiễn cho các doanh nghiệp trên lộ trình tiến tới nền kinh tế dữ liệu kết nối. Bên cạnh đó, chúng tôi luôn sẵn sàng đồng hành và hỗ trợ tối đa cho doanh nghiệp thông qua mạng lưới cộng đồng cũng như học viện SmartFactory (SmartFactory academy).” 

Tự đánh giá và xác định mục tiêu chiến lược
Bài viết chỉ ra lộ trình năm bước để xây dựng một nhà máy tự vận hành dựa trên nền tảng bản kỹ thuật số song sinh (digital twin). Các giai đoạn cụ thể bao gồm: thiết lập nền tảng kỹ thuật số, khai thác dữ liệu, tối ưu hóa quy trình, kiểm soát phi tập trung và cuối cùng là tự tổ chức. Lộ trình này cho phép các doanh nghiệp chủ động đánh giá thực trạng và xác lập các mục tiêu riêng biệt. Giáo sư Ruskowski tổng kết và nhấn mạnh: “Nhà máy tự vận hành không phải là kết quả của một bước nhảy vọt về công nghệ, mà là thành quả của một quá trình chuyển đổi nhiều giai đoạn có kế hoạch. Chúng tôi không khẳng định mọi nhà máy đều phải đạt đến mức độ tự tổ chức hoàn toàn. Mỗi doanh nghiệp đều hiểu rõ mục tiêu riêng của mình; vai trò của chúng tôi là hỗ trợ họ hiện thực hóa lộ trình đó một cách hiệu quả nhất.”

“Ngôi nhà” của tự động hóa nhà máy thế hệ mới
Mô hình kiến trúc ba lớp (bao gồm lớp công nghệ OT, lớp kết nối IT/OT và lớp công nghệ IT) cho phép tích hợp nhất quán các máy móc, thiết bị biên và ứng dụng đám mây. Các công nghệ tiêu chuẩn hóa như OPC UA (open platform communications unified architecture), AutomationML và asset administration shell (VWS) (*) tạo thành cơ sở cho khả năng tương tác, tính mô-đun và luồng dữ liệu bảo mật.
(*) VWS là một lớp phần mềm bao bọc quanh một tài sản (asset), có thể là một cảm biến, một cánh tay robot, hoặc cả một dây chuyền sản xuất. Nó chứa đựng mọi thông tin về tài sản đó, từ cấu hình kỹ thuật, hướng dẫn sử dụng, lịch sử bảo trì cho đến dữ liệu vận hành thời gian thực.

Áp dụng các nguyên lý trong sản xuất
Bên cạnh khung lý thuyết, mô hình sản xuất Phuket là minh chứng điển hình cho việc đưa các nguyên lý này vào thực tiễn: tại đây, các máy móc thông minh có khả năng tự điều khiển, các tác nhân AI (AI agents) đảm nhiệm vai trò lập kế hoạch sản xuất linh hoạt, và toàn bộ dữ liệu được kết nối theo thời gian thực thông qua các giao diện tiêu chuẩn hóa. Ông Jungbluth chia sẻ: “Đó là lý do chúng tôi chọn khẩu hiệu ‘Home of next gen factory automation’ (tạm dịch là ‘Ngôi nhà của tự động hóa nhà máy thế hệ mới’). Bởi lẽ, chúng tôi không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà đã và đang trực tiếp vận hành các nguyên tắc này.”

Để xem các tin bài khác về “Số hóa”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Hannover Messe

Lưu ý: 

Để xem và khai thác hiệu quả nội dung của video clip nói trên (từ YouTube/ một dịch vụ của Google), Quý vị có thể thực hiện các bước sau:
1. Nếu tốc độ internet nhanh, có thể mở chế độ xem toàn màn hình bằng cách nhấn vào khung [ ] tại góc phải (phía dưới góc phải của video)
2. Chọn chế độ hình ảnh tốt nhất của đoạn video, hãy click vào hình bánh xe răng cưa và chọn chất lượng cao hơn (hoặc HD) theo ý muốn
3. Để hiển thị nội dung phụ đề, nhấn vào nút biểu tượng phụ đề [cc]. Một số video không có chức năng này sẽ không có biểu tượng phụ đề.
4. Quý vị có thể nghe hiểu tiếng Anh và có nhu cầu chia sẻ thông tin đến cộng đồng, hãy hỗ trợ techMAG biên dịch nội dung video và gửi cho chúng tôi để có cơ hội đăng thông tin lên technologyMag.net